战斗机
战斗机即用于直接和敌方飞机交战的机种,其主要目的是夺取制空权。战斗机通常强调机动性能、速度、火力,以便完成极具难度的空中作战任务。
第一次世界大战中的战斗机
战斗机是军用飞机中最为人们所熟知的机种,但它却不是最早被用于军事的机种。在莱特兄弟发明飞机8年后,即1911年,意大利就在与奥斯曼土耳其帝国的战争中首次动用了飞机,当时主要用于侦察。
世界上公认的第一种意义上的战斗机是法国的莫拉纳•索尔尼爱L型飞机。
莫拉纳•索尔尼爱L型飞机是第一次世界大战中法国使用的飞机,这款飞机原本也是用于侦察,但驾驶它的飞行员罗兰•加洛斯在飞机机头上安装了固定机枪,使之成为世界上第一种能够由飞行员单独驾驶作战的飞机。后来加洛斯驾驶这架改装过的飞机击落了3架敌机,并使2架敌机迫降。有意思的是,鉴于加洛斯的战果,西方国家将能够击落5架飞机定为衡量王牌飞行员的标准。
在当时的飞机机头上安装机枪必然要考虑到螺旋桨的旋转半径,否则很可能击毁自己的螺旋桨。加洛斯在机头安装的机枪是从螺旋桨半径外向前射击的,并在螺旋桨上安装金属挡铁以确保安全,稍微解决了飞机在机载机枪射击时被螺旋桨干扰的难题。
1915年,德国福克公司的三位工程师研制出一种先进的“射击协调器”。这种机构是在螺旋桨轴上装一只齿轮,凸起处正对着两个桨叶。当螺旋桨叶正好转到子弹射击的正前方时,齿轮操纵连接机枪的连杆抬起,控制机枪停止射击。福克公司在当时设计的M5K型飞机上首次装设了射击协调器,并将该飞机重新命名为福克E.Ⅰ。
右图所示的便是福克E.Ⅰ的螺旋桨部分,在螺旋桨轴底部的齿轮通过一根连杆连接机枪,根据螺旋桨的位置操纵机枪射击。
第一次世界大战中的福克E.Ⅰ战斗机和驾驶它的飞行员。
军用飞机小知识
安东尼·福克
安东尼·福克是荷兰著名的飞行员和飞机设计师,但他设计的飞机在荷兰并未受到重视,于是他来到德国创立了福克公司。第一次世界大战中,德军使用的战斗机几乎都是由安东尼·福克设计的,其中最著名的就是安装了射击协调器的福克E.Ⅲ。
从实战意义上讲,福克E.Ⅰ才算是世界上第一种真正的战斗机。
这个阶段的战斗机还处在萌芽期,结构多以木材加上布料蒙皮构成,机翼从单翼到三翼都很常见,主要的武器多为改自陆军使用的轻机枪。当时著名的战斗机有德国的福克E.Ⅲ、英国的骆驼战斗机和法国的纽波特17等。
德国福克E.Ⅲ战斗机,相比于福克E.Ⅰ性能更加可靠稳定,同样安装了射击协调器,命中准确度在当时首屈一指,在交战中被协约国称为“来自福克的灾难”。
英国骆驼战斗机,凭借敏捷的盘旋性能和强大的前射火力,曾在1917年7月至1918年11月参战的16个月中共击落敌机1294架,创造了第一次世界大战中单机种战果纪录之最。
法国纽波特17战斗机,是当时法国最优秀的战斗机,机动性能和爬升性能尤为突出,在战斗中优势明显。
第二次世界大战中的战斗机
到第二次世界大战爆发时,各国空军的战斗机已经基本完成由双翼机向单翼机、由几何造型向流线造型、由木制机身向金属机身的转变。火力方面也较第一次世界大战中有了明显提升,由小口径轻机枪提升至12.7毫米以上口径的重机枪甚至是20毫米以及更大口径的机炮。
除此以外,对于飞机动力的研究也对日后战斗机的发展产生了深远影响。不仅活塞式发动机技术更加成熟,提供的动力更加强劲,对喷气式发动机、火箭发动机的研究也已经初具成果。
德国亨克尔公司1939年制造的He 178战斗机是人类历史上第一架喷气式飞机。
第二次世界大战是人类历史上第一次如此大规模的争夺制空权、利用制空权的战争。战斗机在当时不仅仅只是作为夺取制空权的力量,更在摧毁敌人的空中武力与使用空中武力方面扮演了非常重要的角色。这一时期战斗机的作战目标是拦截敌方轰炸机,同时要与敌方轰炸机群的护航战斗机交战,因此当时战斗机也有“驱逐机”的称谓。
战争中,德国、日本运用战斗机夺取制空权的方式以及美国为轰炸德国本土发展远程护航战机、战斗攻击机等运用经验,让战斗机的功能在战争后期发生了一些微妙变化。至战争末期,美军认为单一任务机种单纯夺取空中优势的概念已经全面成熟;而苏联在战争中突出了战斗机要能在恶劣环境下可靠作战,如强调较短的起飞降落距离、较强的加速性和上升率、中低空飞行性能等。
第二次世界大战中,战斗机使用的发动机马力从数百匹直线上升到超过2000匹,航程超过3000千米,最高升限达到12000米,新出现的喷气式战斗机飞行速度接近声速。与此同时,战斗机上开始安装雷达,从以往的日间战斗机扩展到夜间战斗机乃至全天候战斗机。
这一时期著名的战斗机有英国的喷火战斗机、美国的P-47和P-51、日本的零式、苏联的雅克-3和拉-5以及德国的Bf 109和Fw 190等。
喷气式战斗机
第二次世界大战末期,交战双方均有喷气式战斗机投入战场,尤其以德国的Me 262和英国的流星战斗机为代表。喷气式战斗机和此前的战斗机相比,最明显的差异就是动力系统方面,但同时由于飞行速度的成倍提升,其他方面也随之产生了变化,如雷达的广泛应用、导弹逐渐代替了机枪和机炮成为主要武器、为飞机加入加力燃烧室以在紧急时提供更强推力等等。
从喷气式战斗机出现开始,人们对战斗机的划分有了新的标准,通常所说的第几代战斗机均是指喷气式战斗机,而不包括此前使用的活塞式战斗机。目前已经出现的喷气式战斗机被划分为五代:第一代是第二次世界大战末期及战后最初几年服役的战斗机,这一时期的战斗机最早使用了喷气发动机为动力,速度达到了高亚声速或声速;第二代问世于20世纪50年代末,是为了追求高空、高速,并且装备了雷达和空对空导弹的战斗机;第三代战斗机出现于20世纪60年代,雷达与各类航空电子设备逐渐成熟与复杂化,发动机的输出功率更上一层楼,战斗机的气动布局也有了全新发展,出现了三角翼、可变后掠翼等全新布局;第四代战斗机从20世纪70年代开始服役,开始强调战斗机的全方向、全高度、全天候作战性能,相控阵雷达和全新的电子作战系统也开始被广泛应用;第五代战斗机是目前世界上最先进的一代战斗机,第五代战斗机与第四代最大的差异就是翼身融合、低可侦测性技术的全面运用,即通常所说的隐身战斗机。